Ciljevi lekcije. Generalizirati ideju kemijske reakcije kao procesa transformacije jedne ili više početnih tvari-reagensa u tvari koje se od njih razlikuju po kemijskom sastavu ili strukturi - produkti reakcije. Razmotrite neke od mnogih klasifikacija kemijske reakcije po raznim osnovama. Pokažite primjenjivost takvih klasifikacija za anorganske i organske reakcije. Otkrijte relativnu prirodu različite vrste kemijske reakcije i odnos raznih klasifikacija kemijskih procesa.
Pojam kemijskih reakcija, njihova klasifikacija prema različitim kriterijima u usporedbi s anorganskim i organska tvar
Kemijska reakcija je promjena tvari u kojoj se stare razbijaju i nastaju nove. kemijske veze između čestica (“volumena, iona) od kojih su građene tvari (slajd 2).
Kemijske reakcije se klasificiraju:
1. Po broju i sastavu reagensa i proizvoda (slajd 3)
a) proširenja (slajd 4)
Reakcije razgradnje u organska kemija, za razliku od reakcija razgradnje u anorganska kemija, imaju svoje karakteristike. Oni se mogu smatrati obrnutim procesima adicije, budući da je rezultat najčešće stvaranje višestrukih veza ili ciklusa.
b) veze (slajd 5)
Da bi ušla u reakciju dodavanja, organska molekula mora imati višestruku vezu (ili ciklus), ta će molekula biti glavna (supstrat). Jednostavnija molekula (često anorganske tvari, reagens) je pričvršćen na mjestu prekida višestruke veze ili otvaranja prstena.
c) zamjene (slajd 6)
Njihovo razlikovno obilježje je interakcija jednostavna tvar sa složenim. Takve reakcije postoje u organskoj kemiji.
Međutim, koncept "supstitucije" u organskoj kemiji je širi nego u anorganskoj kemiji. Ako u molekuli izvorne tvari bilo koji atom odn funkcionalna skupina zamijenjeni drugim atomom ili skupinom, to su također reakcije supstitucije, iako sa stajališta anorganske kemije, proces izgleda kao reakcija izmjene.
d) razmjena (uključujući neutralizaciju) (slajd 7)
Preporuča se provesti u obliku laboratorijskog rada prema jednadžbama reakcija predloženim u prezentaciji
2. Toplinskim učinkom (slajd 8)
a) endotermna
b) egzotermna (uključujući reakcije izgaranja)
U prezentaciji su predložene reakcije iz anorganske i organske kemije.Kombinacijske reakcije bit će egzotermne, a reakcije razgradnje endotermne (relativnost ovog zaključka naglasit ćemo rijetkom iznimkom - reakcija dušika s kisikom je endotermna:
N 2 + 0 2 -> 2
NE- Q
3. O korištenju katalizatora (slajd 9)
b) nekatalitički
4. Smjer (slajd 10)
a) katalitički (uključujući enzimske)
b) nekatalitički
5. Po fazi (slajd 11)
a) homogena
b) heterogeni
6. Promjenom oksidacijskog stanja elemenata koji tvore reaktante i produkte (slide 12)
a) redoks
b) bez promjene oksidacijskog stanja
Redoks u anorganskoj kemiji uključuje sve reakcije supstitucije te one reakcije razgradnje i spojeva u kojima sudjeluje barem jedna jednostavna tvar. U općenitijoj verziji (već uzimajući u obzir organsku kemiju): sve reakcije koje uključuju jednostavne tvari. Obrnuto, reakcije koje se odvijaju bez promjene oksidacijskih stanja elemenata koji tvore reaktante i produkte reakcije uključuju sve reakcije izmjene.
Konsolidacija proučavane teme (slajd 13-21).
Sažetak lekcije.
Lekcija 2 karboksilne kiseline: klasifikacija i nomenklatura, struktura karboksilne skupine, fizikalni, Kemijska svojstva, metode za dobivanje zasićenih monobazičnih karboksilnih kiselina "(Slide 1).Ciljevi lekcije. Dajte pojam karboksilnih kiselina i njihovu klasifikaciju u usporedbi s mineralnim kiselinama. Razmotrite osnove međunarodne i trivijalne nomenklature i izomeriju ove vrste organskih spojeva. Rastavite strukturu karboksilne skupine i predvidite kemijsko ponašanje karboksilnih kiselina. Smatrati opća svojstva karboksilne kiseline u usporedbi sa svojstvima mineralnih kiselina. Dajte ideju o posebnim svojstvima karboksilnih kiselina (radikalske reakcije i stvaranje funkcionalnih derivata). Upoznati učenike s najkarakterističnijim predstavnicima karboksilnih kiselina i prikazati njihovo značenje u prirodi i životu čovjeka.
Pojam karboksilnih kiselina, njihova klasifikacija prema raznim kriterijimakarboksilne kiseline- klasa organskih spojeva čije molekule sadrže karboksilnu skupinu - COOH. Sastav graničnih monobazičnih karboksilnih kiselina odgovara općoj formuli (Slajd 2)
Karboksilne kiseline se dijele na:
Prema broju karboksilnih skupina karboksilne kiseline dijelimo na (Slide 3):
- monokarboksilne ili monobazične ( octena kiselina)
- dikarboksilna ili dibazična (oksalna kiselina)
Ovisno o strukturi ugljikovodičnog radikala na koji je vezana karboksilna skupina, karboksilne kiseline se dijele na:
- alifatski (octeni ili akrilni)
- aliciklički (cikloheksankarboksilni)
- aromatski (benzojev, ftalan)
Primjeri kiselina (Slide 4)
Izomerija i struktura karboksilnih kiselina
1. Izomerija ugljikovog lanca (slajd 5)
2. Izomerija položaja višestruke veze, na primjer:
CH 2 \u003d CH - CH 2 - COOH Buten-3-oična kiselina (viniloctena kiselina)
CH 3 - CH \u003d CH - COOH Buten-2-oična kiselina (krotonska kiselina)
3. Cis-, trans-izomerija, na primjer:
Struktura(Slajd 6)
Karboksilna skupina COOH sastoji se od karbonilne skupine C=O i hidroksilne skupine OH.
U skupini CO atom ugljika nosi djelomični pozitivni naboj i privlači elektronski par atoma kisika u skupini OH. U tom se slučaju gustoća elektrona na atomu kisika smanjuje, i O-N veza oslabljeno:
Zauzvrat, OH skupina "gasi" pozitivni naboj na CO skupini.
Fizikalna i kemijska svojstva karboksilnih kiselina
Niže karboksilne kiseline su tekućine oštrog mirisa, visoko topljive u vodi. Kako se relativna molekularna težina povećava, topljivost kiselina u vodi se smanjuje, a vrelište raste. Više kiseline, počevši od pelargonske
C 8 H 17 COOH - krutina, bez mirisa, netopljiva u vodi.
Najvažnija kemijska svojstva karakteristična za većinu karboksilnih kiselina (Slide 7.8):
1) Interakcija sa aktivni metali:
2 CH 3 COOH + Mg (CH 3 COO) 2 Mg + H 2
2) Interakcija s metalnim oksidima:
2CH 3 COOH + CaO (CH 3 COO) 2 Ca + H 2 O
3) Interakcija s bazama:
CH3COOH + NaOHCH3COONa + H2O
4) Interakcija sa solima:
CH 3 COOH + NaHCO 3 CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O
5) Interakcija s alkoholima (reakcija esterifikacije):
CH 3 COOH + CH 3 CH 2 OHCH 3 COOSH 2 CH 3 + H 2 O
6) Interakcija s amonijakom:
CH3COOH + NH3CH3COONH 4
Zagrijavanjem amonijeve soli karboksilnih kiselina stvaraju svoje amide:
CH 3 COONH 4 CH 3 CONH 2 + H 2 O
7) Pod djelovanjem SOC l2 karboksilne kiseline prelaze u odgovarajuće kiselinske kloride.
CH 3 COOH + SOC l2 CH 3 COCl + HCl + SO 2
4. Međuklasna izomerija :
na primjer: C 4 H 8 O 2
CH3 - CH2 - CO - O - CH3 metil ester propanske kiseline
CH3-CO-O-CH2-CH3 etil ester etanske kiseline
S3N 7 - COOH butanska kiselina
(Slajd 9,10)
1. Oksidacija aldehida i primarni alkoholi -
opći način dobivanje karboksilnih kiselina:
2. Još jedna opća metoda je hidroliza halogeniranih ugljikovodika koji sadrže tri atoma halogena na jednom atomu ugljika:
3
NaCl
3. Interakcija Grignardovog reagensa s CO2:
4. Hidroliza estera:
5. Hidroliza kiselinskih anhidrida:
Metode dobivanja karboksilnih kiselina
Za pojedinačne kiseline postoje posebni načini za dobivanje (slajd 11):
Za dobivanje benzojeva kiselina moguće je koristiti oksidaciju monosupstituiranih homologa benzena otopina kiseline kalijev permanganat:
Octena kiselina dobiven u industrijskoj mjeri katalitičkom oksidacijom butana s atmosferskim kisikom:
Mravlja kiselina dobiven zagrijavanjem ugljikovog monoksida (II) s praškastim natrijevim hidroksidom pod tlakom i preradom dobivenog natrijevog formata s jakom kiselinom:
Primjena karboksilnih kiselina(Slajd 12)
Konsolidacija proučavane teme (slajd 13-14).
Za korištenje pregleda prezentacija kreirajte Google račun (račun) i prijavite se: https://accounts.google.com
Naslovi slajdova:
Klasifikacija kemijskih reakcija
Kemijske reakcije - kemijski procesi, zbog čega se iz nekih tvari formiraju druge koje se od njih razlikuju po sastavu i (ili) strukturi. U kemijskim reakcijama nužno dolazi do promjene tvari pri čemu dolazi do kidanja starih i stvaranja novih veza među atomima. Znakovi kemijske reakcije: Oslobađa se plin Past će talog 3) Dolazi do promjene boje tvari Toplina, svjetlost se oslobađa ili apsorbira
Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji
Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji
Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji 1. Promjenom oksidacijskih stanja kemijskih elemenata: smanjenje reakcija: Redoks reakcije su reakcije koje se odvijaju s promjenom oksidacijskih stanja elemenata. Intermolekularna - ovo je reakcija koja ide s promjenom oksidacijskog stanja atoma u različitim molekulama. -2 +4 0 2H 2 S + H 2 SO 3 → 3S + 3H 2 O +2 -1 +2,5 -2 2Na 2 S 2 O 3 + H 2 O 2 → Na 2 S 4 O 6 + 2NaOH
Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji 1. Promjenom oksidacijskih stanja kemijskih elemenata koji tvore tvari: Redoks reakcije: 2. Intramolekularne – to je reakcija koja se odvija promjenom oksidacijskog stanja različitih atoma u jednoj molekuli. -3 +5 t 0 +3 (NH4) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O Disproporcioniranje je reakcija koja se odvija uz istodobno povećanje i smanjenje oksidacijskog stanja atoma istog elementa. . +1 +5 -1 3NaClO → NaClO 3 + 2NaCl
2.1. Reakcije koje se odvijaju bez promjene sastava tvari U anorganskoj kemiji takve reakcije uključuju procese dobivanja alotropskih modifikacija jednog kemijski element, na primjer: C (grafit) C (dijamant) 3O 2 (kisik) 2O 3 (ozon) Sn (bijeli kositar) Sn (sivi kositar) S (romb) S (plastika) P (crveno) P (bijelo) Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji 2. Prema broju i sastavu reaktanata:
Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji 2. Prema broju i sastavu reaktanata: 2.2. Reakcije koje nastaju s promjenom sastava tvari Kombinacijske reakcije su reakcije u kojima od dvije ili više tvari nastaje jedna složena tvar. U anorganskoj kemiji čitav niz reakcija spojeva može se razmotriti na primjeru reakcije dobivanja sumporne kiseline iz sumpora: a) dobivanje sumpornog oksida (IV): S + O 2 SO 2 - jedna složena tvar nastaje iz dva jednostavne tvari, b) dobivanje sumpornog oksida (VI): 2 SO 2 + O 2 2SO 3 - jedna složena tvar nastaje iz jednostavne i složene tvari, c) dobivanje sumporne kiseline: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - od dva složene tvari nastaje jedan kompleks.
Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji 2. Prema broju i sastavu tvari koje reagiraju: 2. Reakcije razgradnje su one reakcije u kojima iz jedne složene tvari nastaje više novih tvari. U anorganskoj kemiji čitav niz takvih reakcija može se razmotriti u bloku reakcija za dobivanje kisika laboratorijskim metodama: a) razgradnja živinog (II) oksida: 2HgO t 2Hg + O 2 - dvije jednostavne nastaju iz jedna složena tvar. b) razgradnja kalijevog nitrata: 2KNO 3 t 2KNO 2 + O 2 - iz jedne složene tvari nastaju jedna prosta i jedna složena tvar. c) razgradnja kalijeva permanganata: 2 KMnO 4 → t K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 - od jedne složene tvari nastaju dvije složene i jedna jednostavna.
Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji 2. Prema broju i sastavu tvari koje reagiraju: 3. Reakcije supstitucije su takve reakcije uslijed kojih atomi jednostavne tvari zamjenjuju atome nekog elementa u složenoj tvari. U anorganskoj kemiji primjer takvih procesa može poslužiti kao blok reakcija koje karakteriziraju svojstva metala: a) interakcija alkalija ili zemnoalkalijski metali s vodom: 2 Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 b) međudjelovanje metala s kiselinama u otopini: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 c ) interakcija metala sa solima u otopini: Fe + Cu SO 4 = FeSO 4 + Cu d) metalotermija: 2Al + Cr 2 O 3 t Al 2 O 3 + 2Cr
4. Reakcije izmjene su one reakcije u kojima dvije složene tvari izmjenjuju svoje sastavni dijelovi Ove reakcije karakteriziraju svojstva elektrolita i odvijaju se u otopinama prema Bertholletovom pravilu, to jest samo ako se kao rezultat formira talog, plin ili tvar s niskom disocijacijom (na primjer, H 2 O). U anorganskim, to može biti blok reakcija koje karakteriziraju svojstva lužina: a) reakcija neutralizacije koja se nastavlja stvaranjem soli i vode: NaOH + HNO 3 \u003d NaNO 3 + H 2 O ili u ionskom obliku: OH - + H + \u003d H 2 O b ) reakcija između lužine i soli, koja ide uz stvaranje plina: 2NH 4 Cl + Ca (OH) 2 \u003d CaCl 2 + 2NH 3 + 2 H 2 O c) reakcija između lužine i soli, koja teče uz stvaranje taloga: Cu SO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4 Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji 2. Prema broju i sastavu reaktanata :
Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji 3. Prema toplinskom učinku: 3.1. Egzotermne reakcije: Egzotermne reakcije su reakcije koje oslobađaju energiju u okoliš. To uključuje gotovo sve reakcije spojeva. Egzotermne reakcije koje se odvijaju uz oslobađanje svjetlosti nazivaju se reakcijama izgaranja, na primjer: 4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + Q 3.2. Endotermne reakcije: Endotermne reakcije su reakcije koje apsorbiraju energiju u okoliš. To uključuje gotovo sve reakcije razgradnje, na primjer: Kalciniranje vapnenca: CaCO 3 t CaO + CO 2 - Q
Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji 4. Reverzibilnost procesa: 4.1. Ireverzibilne reakcije: Ireverzibilne reakcije odvijaju se u danim uvjetima samo u jednom smjeru. Takve reakcije uključuju sve reakcije izmjene praćene stvaranjem taloga, plina ili slabo disocirajuće tvari (vode) i sve reakcije izgaranja: S + O 2 SO 2; 4 P + 5O 2 2P 2 O 5; Cu SO 4 + 2KOH Cu(OH) 2 + K 2 SO 4 4.2. Reverzibilne reakcije: Reverzibilne reakcije pod danim uvjetima odvijaju se istovremeno u dva suprotna smjera. Većina tih reakcija je. Na primjer: 2 SO 2 + O 2 2SO 3 N 2 + 3H 2 2NH 3
Katalizatori su tvari koje sudjeluju u kemijskoj reakciji i mijenjaju njezinu brzinu ili smjer, ali na kraju reakcije ostaju kvalitativno i kvantitativno nepromijenjeni. 5.1. Nekatalitičke reakcije: Nekatalitičke reakcije su reakcije koje se odvijaju bez sudjelovanja katalizatora: 2HgO t 2Hg + O 2 2Al + 6HCl t 2AlCl 3 + 3H 2 5.2.Katalitičke reakcije: Katalitičke reakcije su reakcije koje odvijaju uz sudjelovanje katalizatora: t ,MnO 2 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 P,t CO + NaOH H-CO-ONa Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji 5 . Uključivanje katalizatora
Kemijske reakcije u anorganskoj kemiji 6. Prisutnost sučelja između faza 6.1. Heterogene reakcije: Heterogene reakcije su reakcije u kojima su reaktanti i produkti reakcije u različitim agregatna stanja(u različitim fazama): FeO (t) + CO (g) Fe (t) + CO 2 (g) + Q 2 Al (t) + 3C u C l 2 (otopina) \u003d 3C u (t) + 2AlCl 3 (otopina) CaC 2 (t) + 2H 2 O (l) = C 2 H 2 + Ca(OH) 2 (otopina) 6.2. Homogene reakcije: Homogene reakcije su reakcije u kojima su reaktanti i produkti reakcije u istom agregacijskom stanju (u jednoj fazi): 2C 2 H 6 (g) + 7O 2 (g) 4CO 2 (g) + 6H 2 O. (g) 2 SO 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2SO 3 (g) + Q H 2 (g) + F 2 (g) \u003d 2HF (g)
teme KORISTITI kodifikator: Klasifikacija kemijskih reakcija u organskoj i anorganskoj kemiji.
kemijske reakcije - ovo je vrsta interakcije čestica, kada iz jedne kemijske tvari dobivaju se drugi, koji se od njih razlikuju po svojstvima i strukturi. Tvari koje Unesi u reakciji - reagensi. Tvari koje formirana tijekom kemijske reakcije proizvoda.
Tijekom kemijske reakcije dolazi do kidanja kemijskih veza i stvaranja novih.
Tijekom kemijskih reakcija atomi koji sudjeluju u reakciji se ne mijenjaju. Mijenja se samo redoslijed povezivanja atoma u molekulama. Tako, broj atoma iste tvari ne mijenja se tijekom kemijske reakcije.
Kemijske reakcije klasificiraju se prema različitim kriterijima. Razmotrite glavne vrste klasifikacije kemijskih reakcija.
Podjela prema broju i sastavu reaktanata
Prema sastavu i broju tvari koje reagiraju dijele se reakcije koje teku bez promjene sastava tvari i reakcije koje se odvijaju s promjenom sastava tvari:
1. Reakcije koje se odvijaju bez promjene sastava tvari (A → B)
Za takve reakcije u anorganskoj kemiji alotropski prijelazi jednostavnih tvari iz jedne modifikacije u drugu mogu se pripisati:
S rombski → S monoklinski.
NA organska kemija takve reakcije su reakcije izomerizacije , kada se iz jednog izomera pod djelovanjem katalizatora i vanjskih čimbenika dobiva drugi izomer (u pravilu strukturni izomer).
Na primjer, izomerizacija butana u 2-metilpropan (izobutan):
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH (CH 3) -CH 3.
2. Reakcije koje se javljaju s promjenom sastava
- Reakcije spajanja (A + B + ... →D)- to su reakcije u kojima od dvije ili više tvari nastaje jedna nova složena tvar. NA anorganska kemija Reakcija spojeva uključuje reakcije izgaranja jednostavnih tvari, interakciju bazičnih oksida s kiselim itd. U organskoj kemiji takve reakcije nazivamo reakcijama pristupanje . Reakcije adicije — to su reakcije u kojima se druga molekula veže na dotičnu organsku molekulu. Reakcije adicije uključuju reakcije hidrogeniranje(interakcija s vodikom), hidratacija(vodovodni priključak), hidrohalogeniranje(dodavanje halogenovodika), polimerizacija(spajanje molekula jedne na drugu uz stvaranje dugog lanca) itd.
Na primjer, hidratacija:
CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH
- Reakcije razgradnje (A → B+C+…) To su reakcije u kojima iz jedne složene molekule nastaje nekoliko manje složenih ili jednostavnih tvari. U tom slučaju mogu nastati i jednostavne i složene tvari.
Na primjer, prilikom razgradnje vodikov peroksid:
2H2O2→ 2H 2 O + O 2 .
U organskoj kemiji odvojiti stvarne reakcije razgradnje i reakcije cijepanja . Reakcije cijepanja (eliminacije). — to su reakcije u kojima se atomi ili atomske skupine odvajaju od izvorne molekule uz zadržavanje svog ugljikovog kostura.
Na primjer, reakcija oduzimanja vodika (dehidrogenacije) iz propan:
C3H8 → C3H6 + H2
U pravilu, u nazivu takvih reakcija postoji prefiks "de". Reakcije razgradnje u organskoj kemiji odvijaju se u pravilu s prekidom u ugljikovom lancu.
Na primjer, reakcija krekiranje butana(cijepanje na jednostavnije molekule pri zagrijavanju ili pod djelovanjem katalizatora):
C 4 H 10 → C 2 H 4 + C 2 H 6
- Supstitucijske reakcije - to su reakcije u kojima se atomi ili skupine atoma jedne tvari zamjenjuju atomima ili skupinama atoma druge tvari. U anorganskoj kemiji Ove reakcije odvijaju se prema shemi:
AB+C=AC+B.
Na primjer, aktivniji halogeni istiskuju manje aktivne spojeve. Interakcija kalijev jodid S klor:
2KI + Cl 2 → 2KCl + I 2 .
Mogu se zamijeniti i pojedinačni atomi i molekule.
Na primjer, kada se stopi manje isparljivi oksidi izgurati nestalniji od soli. Da, neisparljiv silicijev oksid istiskuje ugljikov monoksid iz natrijev karbonat pri topljenju:
Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2
NA organska kemija supstitucijske reakcije su reakcije u kojima dio organska molekula zamijenio na druge čestice. U tom se slučaju supstituirana čestica u pravilu spaja s dijelom molekule supstituenta.
Na primjer, reakcija kloriranje metana:
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl
Po broju čestica i sastavu produkata međudjelovanja ova je reakcija sličnija reakciji izmjene. svejedno, mehanizmom takva reakcija je reakcija supstitucije.
- Reakcije razmjene - to su reakcije u kojima dvije složene tvari izmjenjuju svoje sastavne dijelove:
AB+CD=AC+BD
Reakcije izmjene su reakcije ionske izmjene teče u otopinama; reakcije koje ilustriraju kiselinsko-bazna svojstva tvari i drugo.
Primjer reakcije izmjene u anorganskoj kemiji – neutralizacija klorovodične kiseline lužina:
NaOH + HCl \u003d NaCl + H2O
Primjer reakcije izmjene u organskoj kemiji — alkalna hidroliza kloroetana:
CH 3 -CH 2 -Cl + KOH \u003d CH 3 -CH 2 -OH + KCl
Klasifikacija kemijskih reakcija promjenom stupnja oksidacije elemenata koji tvore tvari
Promjenom oksidacijskog stanja elemenata kemijske reakcije dijele se na redoks reakcije, i reakcije idu bez promjene oksidacijskih stanja kemijski elementi.
- Redoks reakcije (ORD) su reakcije u kojima oksidacijska stanja tvari promijeniti. Pritom dolazi do razmjene elektroni.
NA anorganska kemija takve reakcije u pravilu uključuju reakcije razgradnje, supstitucije, spojeva i sve reakcije koje uključuju jednostavne tvari. Za izjednačavanje OVR-a koristi se metoda elektronska vaga(broj doniranih elektrona mora biti jednak broju primljenih) ili metoda elektron-ionske ravnoteže.
NA organska kemija odvojene reakcije oksidacije i redukcije, ovisno o tome što se događa s organskom molekulom.
Reakcije oksidacije u organskoj kemiji su reakcije u kojima smanjuje se broj vodikovih atoma ili se povećava broj atoma kisika u izvornoj organskoj molekuli.
Na primjer, oksidacija etanola pod djelovanjem bakrenog oksida:
CH 3 -CH 2 -OH + CuO → CH 3 -CH \u003d O + H 2 O + Cu
Reakcije oporavka u organskoj kemiji to su reakcije u kojima povećava se broj vodikovih atoma ili smanjuje se broj atoma kisika u organskoj molekuli.
Na primjer, oporavak acetaldehid vodik:
CH 3 -CH \u003d O + H 2 → CH 3 -CH 2 -OH
- Protolitičke reakcije i reakcije izmjene - to su reakcije u kojima se ne mijenjaju oksidacijska stanja atoma.
Na primjer, neutralizacija kaustična soda dušična kiselina:
NaOH + HNO3 \u003d H2O + NaNO3
Podjela reakcija prema toplinskom učinku
Prema toplinskom učinku reakcije se dijele na egzotermna i endotermički.
egzotermne reakcije su reakcije praćene oslobađanjem energije u obliku topline (+ Q). Ove reakcije uključuju gotovo sve reakcije spojeva.
Iznimke- reakcija dušik S kisik s obrazovanjem dušikov oksid (II) - endotermički:
N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q
Plinovita reakcija vodik s tvrdim jod također endotermički:
H 2 + I 2 \u003d 2HI - Q
Egzotermne reakcije u kojima se oslobađa svjetlost nazivamo reakcijama. gori.
Na primjer, izgaranje metana:
CH 4 + O 2 \u003d CO 2 + H 2 O
Također egzotermna su:
Endotermne reakcije su reakcije koje apsorpcija energije u obliku topline ( — Q ). U pravilu, većina reakcija odvija se uz apsorpciju topline. raspad(reakcije koje zahtijevaju produljeno zagrijavanje).
Na primjer, razgradnja vapnenac:
CaCO 3 → CaO + CO 2 - Q
Također endotermički su:
- reakcije hidrolize;
- reakcije koje se odvijaju samo pri zagrijavanju;
- reakcije koje se odvijaju samona vrlo visokim temperaturama ili pod utjecajem električnog pražnjenja.
Na primjer, pretvorba kisika u ozon:
3O 2 \u003d 2O 3 - Q
NA organska kemija Uz apsorpciju topline odvijaju se reakcije razgradnje. Na primjer, pucanje pentan:
C 5 H 12 → C 3 H 6 + C 2 H 6 - Q.
Podjela kemijskih reakcija prema agregacijskom stanju reagirajućih tvari (po faznom sastavu)
Tvari mogu postojati u tri glavna agregatna stanja − čvrsta, tekućina i plinoviti. Po faznom stanju podijeliti reakcije homogena i heterogena.
- Homogene reakcije su reakcije u kojima su reaktanti i produkti u jednoj fazi, a do sudara reagirajućih čestica dolazi u cijelom volumenu reakcijske smjese. Homogene reakcije uključuju interakcije tekućina-tekućina i plin-gas.
Na primjer, oksidacija kiseli plin:
2SO 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2SO 3 (g)
- heterogene reakcije su reakcije u kojima su reaktanti i produkti u različitim fazama. U tom slučaju dolazi samo do sudara čestica koje reagiraju na faznoj granici. Ove reakcije uključuju interakcije plin-tekućina, plin-krutina, krutina-krutina i krutina-tekućina.
Na primjer, interakcija ugljični dioksid i kalcijev hidroksid:
CO 2 (g) + Ca (OH) 2 (otopina) \u003d CaCO 3 (tv) + H 2 O
Za klasifikaciju reakcija prema faznom stanju korisno je znati odrediti fazna stanja tvari. To je prilično lako učiniti, koristeći znanje o strukturi materije, posebno o.
Tvari sa ionski, atomski ili metalik kristalna rešetka , obično čvrsta u normalnim uvjetima; tvari sa molekularna rešetka, obično, tekućine ili plinovi u normalnim uvjetima.
Imajte na umu da kada se zagrijavaju ili hlade, tvari mogu prijeći iz jednog faznog stanja u drugo. U ovom slučaju, potrebno je usredotočiti se na uvjete za provođenje određene reakcije i fizička svojstva tvari.
Na primjer, primanje sintezni plin javlja se pri vrlo visokim temperaturama, pri kojima voda – para:
CH 4 (g) + H2O (g) \u003d CO (g) + 3H 2 (g)
Dakle, parni reforming metan — homogena reakcija.
Podjela kemijskih reakcija prema sudjelovanju katalizatora
Katalizator je tvar koja ubrzava reakciju, ali nije dio produkata reakcije. Katalizator sudjeluje u reakciji, ali se praktički ne troši tijekom reakcije. Konvencionalno, shema katalizatora Do u međudjelovanju tvari A+B može se prikazati na sljedeći način: A + K = AK; AK + B = AB + K.
Ovisno o prisutnosti katalizatora, razlikuju se katalitičke i nekatalitičke reakcije.
- katalitičke reakcije su reakcije koje se odvijaju uz sudjelovanje katalizatora. Na primjer, razgradnja Bertoletove soli: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2.
- Nekatalitičke reakcije su reakcije koje se odvijaju bez sudjelovanja katalizatora. Na primjer, izgaranje etana: 2C 2 H 6 + 5O 2 = 2CO 2 + 6H 2 O.
Sve reakcije koje se odvijaju u stanicama živih organizama odvijaju se uz sudjelovanje posebnih proteinskih katalizatora - enzima. Takve reakcije nazivaju se enzimske.
Mehanizam djelovanja i funkcije katalizatora detaljnije se razmatraju u zasebnom članku.
Klasifikacija reakcija prema smjeru
Reverzibilne reakcije - to su reakcije koje se mogu odvijati i u smjeru naprijed i unatrag, tj. kada pod datim uvjetima produkti reakcije mogu međusobno djelovati. Reverzibilne reakcije uključuju većinu homogene reakcije, esterifikacija; reakcije hidrolize; hidrogenacija-dehidrogenacija, hidratacija-dehidracija; proizvodnja amonijaka iz jednostavnih tvari, oksidacija sumporovog dioksida, proizvodnja halogenovodika (osim fluorovodika) i sumporovodika; sinteza metanola; dobivanje i razgradnja karbonata i hidrokarbonata itd.
ireverzibilne reakcije su reakcije koje se odvijaju pretežno u jednom smjeru, tj. produkti reakcije ne mogu međusobno djelovati u danim uvjetima. Primjeri ireverzibilnih reakcija: izgaranje; eksplozivne reakcije; reakcije koje se odvijaju stvaranjem plina, taloga ili vode u otopinama; otapanje alkalnih metala u vodi; i tako dalje.
Predavanje: Klasifikacija kemijskih reakcija u anorganskoj i organskoj kemiji
Vrste kemijskih reakcija u anorganskoj kemiji
A) Klasifikacija prema broju polaznih tvari:
Raspad - kao rezultat ove reakcije iz jedne postojeće složene tvari nastaju dvije ili više jednostavnih, kao i složenih tvari.
Primjer: 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2Spoj - to je takva reakcija u kojoj dvije ili više jednostavnih, ali i složenih tvari, tvore jednu, ali složeniju.
Primjer: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3
zamjena - To je određena kemijska reakcija koja se odvija između nekih jednostavnih, ali i složenih tvari. Atomi jednostavne tvari u ovoj se reakciji zamjenjuju atomima jednog od elemenata koji se nalaze u složenoj tvari.Primjer: 2KI + Cl2 → 2KCl + I 2
Razmjena - to je takva reakcija u kojoj dvije tvari složene strukture izmjenjuju svoje dijelove.Primjer: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2
B) Klasifikacija prema toplinskom učinku:
egzotermne reakcije - To su određene kemijske reakcije u kojima se oslobađa toplina.Primjeri:
S + O 2 → SO 2 + Q
2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O + Q
Endotermne reakcije
su određene kemijske reakcije u kojima se apsorbira toplina. U pravilu su to reakcije razgradnje.
Primjeri:
CaCO 3 → CaO + CO 2 - Q
2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 - Q
Toplina koja se oslobađa ili apsorbira u kemijskoj reakciji naziva se toplinski učinak.
Kemijske jednadžbe u kojima je prikazan toplinski učinak reakcije nazivaju se termokemijski.
C) Klasifikacija po reverzibilnosti:
Reverzibilne reakcije su reakcije koje se pod istim uvjetima odvijaju u međusobno suprotnim smjerovima.Primjer: 3H 2 + N 2 ⇌ 2NH 3
ireverzibilne reakcije - to su reakcije koje se odvijaju samo u jednom smjeru, a kulminiraju potpunom potrošnjom svih polaznih materijala. U ovim reakcijama izolirati plin, talog, voda.Primjer: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2
D) Klasifikacija prema promjeni stupnja oksidacije:
Redoks reakcije - tijekom ovih reakcija dolazi do promjene stupnja oksidacije.Primjer: Su + 4HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.
Nije redoks - reakcije bez promjene oksidacijskog stanja.Primjer: HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O.
E) Klasifikacija faza:
Homogene reakcije – reakcije koje se odvijaju u jednoj fazi, kada početni materijali i produkti reakcije imaju isto agregacijsko stanje.Primjer: H 2 (plin) + Cl 2 (plin) → 2HCL
heterogene reakcije - reakcije koje se odvijaju na granici faza, u kojima produkti reakcije i početni materijali imaju različito agregacijsko stanje.Primjer: CuO+ H 2 → Cu+H 2 O
Klasifikacija prema upotrebi katalizatora:
Katalizator je tvar koja ubrzava reakciju. Katalitička reakcija odvija se u prisutnosti katalizatora, a nekatalitička reakcija bez katalizatora.
Primjer: 2H 2 0 2 MnO2 →
2H 2 O + O 2 katalizator MnO 2
Interakcija lužine s kiselinom odvija se bez katalizatora.
Primjer: KOH + HCl →
KCl + H2O
Inhibitori su tvari koje usporavaju reakciju.
Sami katalizatori i inhibitori se ne troše tijekom reakcije.
Vrste kemijskih reakcija u organskoj kemiji
zamjena - ovo je reakcija tijekom koje se jedan atom / skupina atoma zamjenjuje u izvornoj molekuli s drugim atomima / skupinama atoma.
Primjer: CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + Hcl
Pristupanje su reakcije u kojima se više molekula tvari spaja u jednu. Reakcije dodavanja uključuju:
- Hidrogenacija je reakcija u kojoj se vodik dodaje višestrukoj vezi.
Primjer: CH 3 -CH \u003d CH 2 (propen) + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 3 (propan)
Hidrohalogeniranje je reakcija koja dodaje hidrogen halid.
Primjer: CH 2 \u003d CH 2 (eten) + Hcl → CH 3 -CH 2 -Cl (kloroetan)
Alkini reagiraju s halogenovodikom (klorovodik, bromovodik) na isti način kao i alkeni. Pripajanje u kemijskoj reakciji odvija se u 2 faze, a određeno je Markovnikovljevim pravilom:
Kada se protinske kiseline i voda dodaju nesimetričnim alkenima i alkinima, vodikov atom se dodaje najviše hidrogeniranom ugljikovom atomu.
Mehanizam ove kemijske reakcije. Nastao u 1., brzoj fazi, p-kompleks u 2. sporoj fazi postupno prelazi u s-kompleks - karbokation. U 3. fazi dolazi do stabilizacije karbokationa - odnosno interakcije s anionom broma:
I1, I2 - karbokationi. P1, P2 - bromidi.
Halogeniranje Reakcija u kojoj se dodaje halogen. Halogeniranjem se nazivaju i svi procesi, kao rezultat kojih se atomi halogena uvode u organske spojeve. Ovaj koncept se koristi u široki smisao". U skladu s ovim konceptom razlikuju se sljedeće kemijske reakcije temeljene na halogeniranju: fluoriranje, kloriranje, bromiranje, jodiranje.
Organski derivati koji sadrže halogene smatraju se najvažnijim spojevima koji se koriste u organskoj sintezi i kao ciljni proizvodi. Halogeni derivati ugljikovodika smatraju se početnim produktima u velikom broju reakcija nukleofilne supstitucije. S obzirom na praktičnu upotrebu spojeva koji sadrže halogen, oni se koriste u obliku otapala, kao što su spojevi koji sadrže klor, rashladna sredstva - klorofluoro derivati, freoni, pesticidi, lijekovi, plastifikatori, monomeri za plastiku.
Hidratacija– reakcije adicije molekule vode na višestruku vezu.
Polimerizacija - ovo je posebna vrsta reakcije u kojoj molekule tvari koje imaju relativno malen Molekularna težina, međusobno se spajaju, tvoreći potom molekule tvari velike molekularne težine.
| | |
>> Kemija: Vrste kemijskih reakcija u organskoj kemiji
Reakcije organskih tvari mogu se formalno podijeliti u četiri glavne vrste: supstitucija, adicija, eliminacija (eliminacija) i preraspodjela (izomerizacija). Očito je da se cijela raznolikost reakcija organskih spojeva ne može svesti na okvir predložene klasifikacije (na primjer, reakcije izgaranja). Međutim, takva će klasifikacija pomoći uspostaviti analogije s klasifikacijama reakcija koje se odvijaju između anorganskih tvari koje su vam već poznate iz tečaja anorganske kemije.
Tipično, glavni organski spoj, koji sudjeluje u reakciji, naziva se supstrat, a druga komponenta reakcije uvjetno se smatra reagensom.
Supstitucijske reakcije
Reakcije koje rezultiraju zamjenom jednog atoma ili skupine atoma u izvornoj molekuli (supstratu) drugim atomima ili skupinama atoma nazivaju se supstitucijskim reakcijama.
Reakcije supstitucije uključuju zasićene i aromatske spojeve, kao što su, na primjer, alkani, cikloalkani ili areni.
Navedimo primjere takvih reakcija.
